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块模型族的网络良好程度检验

统计理论 2025-02-13 v1 统计方法学 统计理论

摘要

块模型族包含四种主流网络模型(SBM、DCBM、MMSBM 和 DCMM)。一个根本性问题是:这些模型与真实网络的拟合程度如何?我们提出了 GoF-MSCORE 作为 DCMM(该模型在四种模型中最为宽泛)的全新良好程度(GoF)指标,其包含两个核心思想:其一,采用环计数统计作为通用的 GoF 方案;其二,提出一种新颖的网络拟合方案。GoF-MSCORE 是一种灵活的 GoF 方法,我们进一步将其扩展至 SBM、DCBM 和 MMSBM,从而形成覆盖块模型族中四个模型的一系列 GoF 指标。我们证明,对这四种模型而言,当假设的模型正确且网络规模扩大时,相应的 GoF 指标会收敛至 N(0,1)N(0, 1)。我们还分析了这些指标的检验功效,表明在许多情境下,这些指标均表现出最优特性。与其他 GoF 思路相比,许多方法面临挑战:它们可能缺乏无参数的极限零假设,或在检验功效上不够最优,或存在解析困难。尤其值得注意的是,无参数的极限零假设尤为理想,因为许多网络模型拥有大量未知参数。我们 GoF 指标的极限零假设始终为 N(0,1)N(0,1),完全无参数。对于 12 个常用真实网络,我们使用所提出的 GoF 指标表明,DCMM 与大多数网络拟合良好。我们也展示了 SBM、DCBM 和 MMSBM 在许多网络(尤其是规模较大的网络)上并不十分理想。为深化对 GoF 的研究,我们还表明 DCMM 的广泛性几乎等同于秩为 KK 的网络模型。基于上述结果,我们推荐将 DCMM 作为无向网络的有前景模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.08609,
  title  = {Network Goodness-of-Fit for the block-model family},
  author = {Jiashun Jin and Zheng Tracy Ke and Jiajun Tang and Jingming Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.08609},
  year   = {2025}
}

备注

126 pages, 6 figures